우리 연구조에서는 여러가지 촉매를 리용한 초고분자량폴리에틸렌제조에서 반응운동학에 대한 연구를 진행하고있다.
석유화학공업에서 얻어지는 가장 중요한 물질은 폴리에틸렌이며 그것을 제조하기 위한 수많은 방법들이 알려져있다. 불균일한 찌글러-나타형촉매를 리용하여 제조한 폴리에틸렌의 분자량분포는 촉매의 종류에 따라서 각이하다. 일반적으로 비담체 찌글러–나타형촉매들에 의하여 얻어진 폴리에틸렌의 분자량분포는 넓으며 담체촉매에서 얻어진 중합물의 분자량분포는 담체에 입혀진 활성중심들의 본성에 의하여 각이한 분포를 가진다. 마그네시움화합물을 담체로 리용할 때 분자량분포는 대체로 좁은것들이 얻어진다고 하였으나 분자량분포값과 평균분자량으로부터 운동학실험을 통하여 결정하기 힘든 일부 운동학자료를 계산하는 방법에 대하여 소개한 자료는 극히 드물다.
연구조에서는 선행연구자료에 기초하여 초고분자량폴리에틸렌의 분자량분포측정값으로부터 운동학실험을 통하여 결정하기 힘든 일부 운동학상수들을 결정하는 식을 유도하였다.
그리고 MgCl2/Ti(OBu)4/SiCl4/PMS/TiCl4계촉매를 리용한 에틸렌중합반응의 운동학실험자료와 분자량분포값으로부터 진실한 속도상수 및 한개활성중심종에서 성장하는 사슬의 평균수명을 계산하였다.
MgCl2/Ti(OBu)4/SiCl4/PMS/TiCl4계촉매를 리용하여 에틸렌을 중합할 때 불활성화물림새는 시간에 따라 달라지는데 초기 20min동안은 2분자불활성화물림새로, 그 이후부터는 1분자불활성화물림새로 반응이 진행된다는것을 밝혔다.
MgCl2/Ti(OBu)4/SiCl4/PMS/TiCl4계촉매를 리용한 에틸렌중합반응에서 온도가 60℃일 때 최대활성에 대응하는 활성중심의 농도는 0.133mol/mol-Ti이고, 60min에서 0.0714mol/mol-Ti, 2분자불활성화령역에서, 진실한 불활성화반응속도상수는 k2=0.084L/s, 사슬이동속도상수는 k01=0.0251L/mol•s, 한개활성중심종에서 성장하는 사슬의 수명은 66.4s정도이다.
이상의 연구결과는 잡지 《Reaction Kinetics, Mechanisms and Catalysis》에 《Determination of some kinetic constants in ethylene polymerization》(https://doi.org/10.1007/s11144-023-02457-1)의 제목으로 출판되였다.
